Bakterien können Geheimnisse des menschlichen Körpers entsperren

Große Ideen kommen in kleinen Paketen. Im Falle von Shewanella Bakterien ist das Paket mikroskopisch. Aber dieser winzige Mikrobe konnte halten Sie die Tasten zur alternativen Energiegewinnung, giftige Abfälle Bereinigung und die meisten überraschend alle, wie menschliche Körper arbeiten.

Eines der vielseitigsten Arten von Bakterien, Shewanella kann Leben auf dem Land, tief in der Erde oder unter Wasser. Ändert sich ihr Lebensraum, Shewanella ändern, neue Wege zu atmen.

Daniel Bond, Mikrobiologe University of Minnesota, sagte, dass alle lebenden Organismen in Elektronen mit dem Essen bringen, was sie essen. Zellen diese Elektronen zur Energiegewinnung zu verwenden, sondern müssen schließlich die Elektronen loswerden. Menschen tun dies durch Einatmen von Sauerstoff. Die Elektronen auf die Moleküle des Sauerstoffs zu trampen, Klammern auf als jene Moleküle Änderung in Kohlendioxid und dann den Körper zu verlassen, wenn die Person atmet. Shewanella kann dies auch tun, aber nicht unterirdisch, wo Sauerstoff ist knapp. Stattdessen in der Umgebung der Bakterien Elektronen loswerden durch Befestigung an nahe gelegenen Metalle.

Darin liegt den Link zu alternativen Energien.

Im Labor haben Wissenschaftler lange bekannt, dass sie Kokosraspeln eine Elektrode für diese natürliche Metalle konnten Bakterien effektiv in teeny, winzige elektrische Generatoren zu verwandeln. Das Problem war, niemand wusste, wie die Bakterien Elektronen von Ort zu Ort bewegt.

In der Tat Bond sagte, sollte nicht, solche Leistung technisch möglich sein. Wie alle Zellen sind Bakterien mit einer fetthaltigen Membran umgeben. "Es soll ein perfekter Isolator, verhindern, dass Elektronen immer in oder out," Bond sagte, "aber wir wussten, dass es überhaupt geschah. Wir wissen einfach nicht wie. "

Bond und seinem Team geändert. In der 3. März 2008, Ausgabe der Proceedings der National Academy of Sciences, verkündete sie, würden sie eine chemische Verbindung gefunden, mit die Elektronen an den fetthaltigen Membran durchdringen und half ihnen reisen zu den nahe gelegenen Metallen. Es stellte sich heraus, das Wunder, das machte Shewanella Electron Transfer möglich war einfach Riboflavin, Vitamin B-2 genannt.

Die Forschung wurde von der Initiative für erneuerbare Energien und Umwelt, National Science Foundation und National Institutes of Health und Cargill finanziert.

Informationen zu verwenden

Es gibt zwei gute Gründe, warum Bond Entdeckung wichtig ist. Zuerst helfen verstehen, wie Shewanella Bakterien Elektronen bewegen Wissenschaftler schaffen bessere Elektroden, entworfen mit den Transfer-Prozess im Auge, die effizienter mehr Elektronen sammeln erleichtern könnte.

Das ist immer noch eine kleine Menge von Elektrizität; Bakterien werden nie ein Haus oder ein Auto antreiben. Aber das bedeutet nicht, dass die Elektrizität, die sie produzieren nicht nützlich ist. Zum Beispiel hingewiesen Bond Städte nutzen bereits viele verschiedene Arten von Bakterien, die schlechten Dinge in Kläranlagen abzubauen. Wenn diese Pflanzen der Elektrizitätsgewinnung durch Shewanella und andere Bakterien, wie sie die Toxine fressen einfangen konnte, möglicherweise genug, um die Pflanze.

"Wir Millionen einen Jahr kaufen Strom verbringen wir die Pumpen und die Pumpe Luft in diesen Kläranlagen antreiben können," sagte er. "Wenn Sie diese Energie wieder sammeln konnte, konnte Sie zumindest"kantig"."

Dan Drell, Biologe und Programmmanager bei der US Abteilung von Energie Office of Science in Washington, D.C., brachte eine weitere faszinierende Verwendungsmöglichkeit für Shewanella. Er sagte, und anderen Strom produzierenden Bakterien, können möglicherweise helfen aufzuräumen Giftmülldeponien und Bond Forschung, die helfen könnte.

Bakterien können viele organische Giftstoffe abbauen. Bakterien können andere Schadstoffe wie Schwermetalle, in weniger gefährliche Formen durch das Anbringen von Elektronen zu ändern. Drell sagte Riboflavin kann verwendet werden, um mehr Bakterien zu gewinnen und mehr Elektronen zu den Orten waren sie am dringendsten benötigt.

"Sie konnte nicht diese Metalle brechen, aber Sie konnte ihren chemischen Zustand ändern" sagte er. "So blieb anstelle von sagen, durch das Grundwasser in den Columbia River fließt sie."

Werk

Bond Forschung ist sehr wichtig, Drell wegen was es Wissenschaftler sagt darüber, wie Zellen funktionieren allerdings. Shewanella der Gene hatte schon zuvor sequenziert, sagte er, und Riboflavin war einer der vielen Puzzle-Teile, die in die Sequenzierung sich zeigte. Indem Sie herausfinden, was das Riboflavin tut, hat Bond ein Stück von diesem Puzzle an die richtige Stelle gesetzt.

"Genom-Sequenzdaten nur Daten," sagte Drell. "Daten, das bedeutet etwas für jemanden werden Informationen und das hat mehr Wert."

Wie groß der Wert? Drell sagte dieser Informationen ist das erste Sprungbrett in Richtung Verständnis wie einfach, werden mikrobielle Zellen Werk, das wiederum könnte eine Startrampe für das Verständnis der unendlich komplexeren Zellen im menschlichen Körper.

"Je mehr wir lernen was Shewanella Zellen tun und wie sie zusammen entfallen beobachteten Verhaltensweisen arbeiten mehr, die Grundeinheit des Lebens auf diesem Planeten, bekommen wir, die also die Zelle," sagte er. "Wenn Sie eine Zelle lösen wäre Sie eine lange Wege zur Lösung von den anderen. Letztlich könnte dies eines Tages helfen uns zu verstehen, wie unsere eigenen Körper funktioniert."

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